Xác định công thức oxit dựa vào phản ứng hóa học và cách giải bài tập
A. Lý thuyết & phương pháp giải
Các bước thực hiện:
- Bước 1: Gọi công thức tổng quát của oxit
- Bước 2: Viết phương trình phản ứng và cân bằng - Bước 3: Lập phương trình và giải theo các ẩn số - Bước 4: Giải phương trình và rút ra kết luận B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Đốt cháy một phi kim X trong bình chứa 3,36 lít khí oxi ở đktc, biết rằng sau phản ứng thu được 12 g 1 oxit có công thức là XO. Xác định công thức hóa học của oxit đó.
Hướng dẫn giải
Số mol của oxi là 0,15 mol 2X + O2 →to 2XO
0,15 0,3 (mol)
Theo phương trình phản ứng, ta có nXO = 0,3 mol
Mà khối lượng mXO = 12 g nên khối lượng mol của XO là: M = 120,3= 40 g/mol
Mà MXO = MX + MO = 40 suy ra MX = 40 – 16 = 24 g/mol Vậy công thức hóa học của oxit là MgO.
Ví dụ 3: Dẫn luồng khí H2 dư qua 10,2 g một oxit kim loại hóa trị III. Sau phản ứng thu được 5,4 g kim loại. Xác định công thức hóa học của oxit trên.
Hướng dẫn giải
Gọi kim loại hóa trị III là X, công thức oxit cần tìm là: X2O3
Số mol của oxit là: 10,22MX+48(mol) Phương trình hóa học:
X2O3 + 3H2 →to2X + 3H2O
10,22MX+48 → 2. 10,22MX+48
Theo phương trình phản ứng ta có nX = 20,42MX+48
Mà mX = 5,4 g suy ra 20,42MX+48.MX = 5,4, suy ra 9,6 MX = 259,2
Suy ra MX = 27 suy ra X là nhôm
Vậy công thức hóa học của oxit là Al2O3.
C. Bài tập tự luyện
Câu 1: Oxi hóa 16,8 gam Fe, thu được 21,6 g oxit sắt. Công thức hóa học của oxit sắt là
A. Fe2O3
B. FeO C. Fe3O4
D. Fe(OH)3
Đáp án: Chọn B
Có nFe = 0,3 mol
2xFe + yO2 →to2FexOy
0,3 → 0,3x (mol) Có 0,3x.(56x + 16y) = 21,6g
Suy ra: 4,8x = 4,8y suy ra x = 1, y = 1
Vậy công thức hóa học của oxit sắt là FeO.
Câu 2: Đốt cháy 3,2 g lưu huỳnh trong oxi thu được 12,8g một oxit có công thức SOx. Xác định công thức của oxit trên.
A. SO
B. SO3
C. SO4
D. SO2
Đáp án: Chọn D
Số mol lưu huỳnh là: 0,1 mol 2S + xO2 →to2SOx
0,1 0,2 (mol)
Khối lượng của SOx là 12,8 suy ra 0,2.(32 + 16x) = 12,8 Suy ra x = 2
Vậy công thức của oxit là SO2
Câu 3: Một hợp chất oxit của sắt có dạng Fe3Ox biết thành phần về khối lượng nguyên tố Fe so với oxi là 21 : 8. Tìm công thức hóa học của oxit đó.
A. Fe3O4
B. FeSO4
C. Fe2O3
D. FeO
Đáp án: Chọn A
Công thức hóa học của oxit sắt là Fe3Ox
Giả sử có 1 mol Fe3Ox suy ra
Khối lượng sắt trong hợp chất là: 56.3 = 168 g Khối lượng của oxi trong hợp chất là 16x
Mà mFe : mO = 21 : 8 suy ra 16816x=218suy ra x = 4 Vậy công thức hóa học của oxit là Fe3O4
Câu 4: Dẫn luồng khí H2 dư qua 4g một oxit kim loại có dạng CuxOy. Sau phản ứng thu được 3,2 g kim loại (Cu). Xác định công thức hóa học của oxit trên.
A. CuO B. Cu2O C. CuO2
D. Cu(OH)2
Đáp án: Chọn A
Số mol của kim loại là: 0,05 (mol)
Phương trình hóa học: CuxOy + yH2 →toxCu + yH2O
0,05x 0,05 (mol) Mà khối lượng của oxit là 4 g suy ra 0,05x.(64x + 16y) = 4 Suy ra x = y = 1
Vậy công thức hóa học của oxit là CuO.
Câu 5: Đốt cháy 1 mol Fe trong oxi, sau phản ứng thu được 1 mol sắt oxit. Công thức của oxit sắt trên là
A. Fe3O4
B. FeO C. Fe2O3
D. Fe(NO3)3
Đáp án: Chọn B
Câu 6: Đốt cháy 2,4 g cacbon trong không khi thu được oxit có dạng COy, biết rằng khối lượng của oxit là 8,8 g. Giá trị của y và công thức oxit là
A.1, CO2 B. 2, CO2
C. 2, CO D. 3, CO
Đáp án: Chọn B
Số mol của C là: 0,2 mol 2C + yO2 →to2COy
0,2 0,2 (mol)
Khối lượng mol của COy là: 8,8 : 0,2 = 44 g/mol suy ra 12 + 16.y = 44
Suy ra y = 2
Vậy công thức oxit là CO2
Câu 7: Cho kẽm tác dụng với oxi được kẽm oxit. Công thức hóa học của kẽm oxit là
A. ZnO B. Zn(OH)2
C. Zn2O D. ZnO2
Đáp án: Chọn A
Câu 8: Đốt cháy 1 mol Mg trong oxi, sau phản ứng thu được 1 mol magie oxit. Công thức của oxit trên là
A. MgO
B. MgO2
C. Mg2O D. Mg2O3
Đáp án: Chọn A
Câu 9: Cho phương trình phản ứng: 2xP + yO2 → 2P2O5
Hãy tính tổng x + y bằng bao nhiêu, biết rẳng tỉ lệ số mol của p so với oxi là 4 : 5
A. 7 B. 4 C. 5 D. 6
Đáp án: Chọn A
2xP + yO2 →to2P2O5
2x y
Theo phương trình phản ứng có: nPnO2=2xy Theo đề bài: nPnO2=45
Suy ra: 2xy=45suy ra xy=410=25 chọn x = 2, y = 5
Vậy công thức của oxit là P2O5, tổng x + y = 2 + 5 = 7
Câu 10: Dẫn khi CO dư qua ống đựng 2,16 g bột oxit sắt ở nhiệt độ cao. Kết thúc phản ứng thu được 1,68 g sắt. Xác dịnh công thức oxit sắt.
A. Fe2O3
B. Fe3O4
C. Fe(OH)2
D. FeO
Đáp án: Chọn D
Có nFe = 0,03 mol
FexOy + yCO →toxFe + yCO2
0,03x 0,03 (mol) Suy ra 0,03x.(56x + 16y) = 2,16
Suy ra 0,48x = 0,48y nên x = 1, y = 1 Vậy công thức oxit là FeO.
Khử oxit kim loại bằng H2 và cách giải bài tập A. Lý thuyết và phương pháp giải
- Khí hiđro có tính khử, có thể tác dụng với một số oxit kim loại ở nhiệt độ cao.
VD: H2 + CuO →toCu + H2O 3H2 + Fe2O3 →to2Fe + 3H2O
- H2 không khử được các oxit: Na2O, K2O, BaO, CaO, MgO, Al2O3.
- Phương pháp giải:
+ Bước 1: Tính số mol các chất đã cho.
+ Bước 2: Viết phương trình hóa học, cân bằng phản ứng.
+ Bước 3: Xác định chất dư, chất hết (nếu có), tính toán theo chất hết.
+ Bước 4: Tính khối lượng hoặc thể tích các chất theo yêu cầu đề bài.
- Ngoài ra, có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mtham gia = msản phẩm
B. Ví dụ minh họa.
Ví dụ 1: Khử 48 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thì khối lượng kim loại đồng thu được là
A. 38,4 gam.
B. 44,8 gam.
C. 48 gam.
D. 51,2 gam.
Hướng dẫn giải:
nCuO = 48 : (64 + 16) = 0,6 mol.
Phương trình phản ứng:
H2 + CuO →t°Cu + H2O 0,6 → 0,6 mol Vậy khối lượng kim loại đồng là 0,6.64 = 38,4 gam.
Đáp án A
Ví dụ 2: Cho 21,7 gam thủy ngân(II) oxit tác dụng với khí hiđro.
Thể tích khí hiđro cần dùng là bao nhiêu?
A. 0,336 lít.
B. 1,792 lít.
C. 2,24 lít.
D. 3,36 lít.
Hướng dẫn giải:
nHgO = 21,7 : (201 + 16) = 0,1 mol Ta có phương trình phản ứng là
HgO+H2→toHg+H2O0,1 → 0,1 mol Suy ra thể tích hiđro cần dùng là: 0,1.22,4 = 2,24 lít.
Đáp án C
Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 8 gam một oxit của kim loại A (có hóa trị II) cần vừa đủ 2,24 lít H2 (đktc). Xác định kim loại A?
A. Fe.
B. Mg.
C. Hg.
D. Cu.
Hướng dẫn giải:
Gọi công thức của oxit là AO (do A có hóa trị II) n hiđro = 2,24 : 22,4 = 0,1 mol
Phương trình phản ứng:
AO + H2 →to A+H2O0,1 ← 0,1 mol Khối lượng của oxit là 0,1.(MA + 16) = 8 gam
Suy ra MA + 16 = 80 và MA = 64 (g/mol) Vậy A là Cu
Đáp án D C. Tự luyện.
Câu 1: Chất rắn Cu tạo thành từ phản ứng của CuO và H2 có màu gì?
A. Màu đen.
B. Màu nâu.
C. Màu xanh.
D. Màu đỏ.
Hướng dẫn giải:
H2 tác dụng với CuO ở nhiệt độ cao sinh ra Cu. Kim loại Cu có màu đỏ.
Đáp án D
Câu 2: Trong những oxit sau: CuO, MgO, Al2O3, Ag2O, FeO, Na2O. Ở nhiệt độ cao H2 khử được bao nhiêu oxit kim loại trên?
A. 2.
B. 3.
C. 4.
D. 5.
Hướng dẫn giải:
Ở nhiệt độ cao, H2 khử được các oxit CuO, Ag2O, FeO trong dãy.
Đáp án B
Câu 3: Trong những oxit sau: CuO, NO, Fe2O3, Na2O, CaO.
Oxit nào không bị hiđro khử?
A. NO, CaO, Na2O.
B. CuO, NO, Fe2O3. C. Fe2O3, Na2O, CaO.
D. NO, Fe2O3, Na2O.
Hướng dẫn giải:
H2 không tác dụng với các oxit sau: NO, CaO, Na2O.
Đáp án A
Câu 4: Khử hoàn toàn 16 gam sắt(III) oxit bằng khí hiđro. Thể tích khí hiđro (đktc) cần dùng là
A. 2,24 lít.
B. 3,36 lít.
C. 4,48 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải:
nFe2O3=1656.2+16.3=0,1mol
Ta có phương trình phản ứng:
Fe2O3+3H2→to2Fe+3H2O0,1 → 0,3 mo l
Vậy thể tích khí hiđro cần dùng là 0,3.22,4 = 6,72 lít.
Đáp án D
Câu 5: Khử 24 gam đồng(II) oxit bằng khí hiđro thu được 12,8 gam đồng. Hiệu suất của phản ứng là
A. 50%.
B. 60%.
C. 66,67%.
D. 85%.
Hướng dẫn giải:
nCuO=2464+16=0,3mol;nCu=12,864=0,2mol
Phương trình phản ứng:
H2 + CuO →t° Cu + H2O 0,3 0,2 mol Suy ra hiệu suất của phản ứng là
H=0,20,3.100%≈66,67%
Đáp án C
Câu 6: Người ta điều chế 24 gam đồng bằng cách cho H2 tác dụng với CuO. Khối lương CuO bị khử là
A. 15 gam.
B. 30 gam.
C. 45 gam.
D. 60 gam.
Hướng dẫn giải:
nCu = 24 : 64 = 0,375 mol Phương trình phản ứng:
H2 + CuO →t° Cu + H2O 0,375 ← 0,375 mol Khối lượng CuO là: 0,375.(64 + 16) = 30 gam
Đáp án B
Câu 7: Cho khí H2 tác dụng với FeO nung nóng thu được 11,2 gam Fe. Thể tích khí H2 (đktc) đã tham gia phản ứng là
A. 1,12 lít.
B. 2,24 lít.
C. 4,48 lít.
D. 6,72 lít.
Hướng dẫn giải:
nFe = 11,2 : 56 = 0,2 mol Phương trình phản ứng:
H2 + FeO →toFe + H2O0,2 ← 0,2 mol Vậy thể tích H2 là: 0,2.22,4 = 4,48 lít.
Đáp án C
Câu 8: Cho CuO tác dụng hết với 11,2 lít khí H2 ở nhiệt độ cao.
Sau phản ứng thấy có m gam kim loại. Giá trị của m là:
A. 16 gam B. 32 gam C. 72 gam D. 64 gam
Hướng dẫn giải:
nH2=11,222,4=0,5mol Phương trình phản ứng:
H2 + CuO →t° Cu + H2O0,5 → 0,5 mol
Suy ra khối lượng đồng là 0,5.64 = 32 gam Đáp án B
Câu 9: Tính thể tích hiđro (đktc) cần dùng để điều chế 5,6 gam Fe từ FeO ?
A. 1,12 lít.
B. 2,24 lít.
C. 3,36 lít.
D. 4,48 lít.
Hướng dẫn giải:
nFe = 5,6 : 56 = 0,1 mol Phương trình hóa học:
H2 + FeO →toFe + H2O0,1 ← 0,1 mol Thể tích H2 là 0,1. 22,4 = 2,24 lít
Đáp án B
Câu 10: Một sản phẩm thu được sau khi dẫn khí hiđro qua chì(II) oxit nung nóng là
A. Pb B. H2
C. PbO
D. Không phản ứng Hướng dẫn giải:
